(57)【要約】【課題】管路を通して蒸気を供給する系統において、管路上に付設された流量調節弁がスティック(固着)して開閉動作ができなくなることを防止し、定期的な弁の開閉点検の必要が無くするような流量制御装置および方法を提供する。【解決手段】ボイラ装置から管路を経由して蒸気を圧送して供給するため蒸気供給装置において、管路の蒸気流量を調整するための流量調整弁と、管路を流れる流量を測定する手段と、を備え、流量調整弁における所定の弁圧損(ＭＰａ)の値に基づいて、蒸気供給流量(ｔ/ｈ)と弁開度(％)との関係を求める手段と、弁開度(％)に所定の余裕度を持たせて増加させた弁開度を、蒸気供給流量(ｔ/ｈ)に対する弁追従開度(％)として定める手段と、流量調整弁の弁開度を、弁追従開度(％)に基づいて動作するよう制御する手段と、を備える。【選択図】図１
2006146436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ装置から管路を経由して蒸気を圧送して供給するため蒸気供給装置において、
前記管路の蒸気流量を調整するための流量調整弁と、前記管路を流れる流量を測定する手段と、を備え、
前記流量調整弁における所定の弁圧損(ＭＰａ)の値に基づいて、蒸気供給流量(ｔ/ｈ)と弁開度(％)との関係を求める手段と、
前記弁開度(％)に所定の余裕度を持たせて増加させた弁開度を、前記蒸気供給流量(ｔ/ｈ)に対する弁追従開度(％)として定める手段と、
前記流量調整弁の弁開度を、前記弁追従開度(％)に基づいて動作するよう制御する手段と、を備えることを特徴とする流量制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流量制御装置において、
前記弁追従開度(％)は、前記弁開度(％)に１５〜２５％の余裕度を加えて構成される、ことを特徴とする流量制御装置。
【請求項３】
ボイラ装置から管路を経由して蒸気を圧送して供給するため蒸気供給方法であって、
前記管路の蒸気流量を調整するための流量調整弁と、前記管路を流れる流量を測定する手段と、を備え、
前記流量調整弁における所定の弁圧損(ＭＰａ)の値に基づいて、蒸気供給流量(ｔ/ｈ)と弁開度(％)との関係を求めるステップと、
前記弁開度(％)に所定の余裕度を持たせて増加させた弁開度を、前記蒸気供給流量(ｔ/ｈ)に対する弁追従開度(％)として定めるステップと、
前記流量調整弁の弁開度を、前記弁追従開度(％)に基づいて動作させるよう制御するステップと、を備えることを特徴とする流量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ装置から管路を経由して蒸気を圧送して供給するため系統にかかり、より詳細には、蒸気供給の際にその管路を流れる流量を調整するための流量調整弁を備える流量制御装置またはその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来における蒸気供給で用いられる管路の系統図である。この系統１００で供給される蒸気１２は、管路(母管)１１を経由してボイラ１０側から客先側１３へと導かれる。この管路(母管)１１上には、分岐点１１ａにおいて中圧タービン１６側へと分岐する分岐管路１５を備えており、この分岐点１１ａより客先１３側に寄った位置には流量調節弁１４が配置されている。
【０００３】
図４のような従来の蒸気供給プラントの系統では、管路上に開閉可能な流量調節弁１４を設置しておき、通常時では「常時全開状態」になるように設定されているものの、流量超過時またはプラント保護動作時などの特定時においては、この弁１４を開状態から閉状態へと変換する動作をさせて、プラントを保護する必要がある。ところが、このような流量調節弁１４は、通常時では常に全開状態にして使用しているために、この弁１４がスティック（固着化、膠着化）してしまい、弁が開状態のまま閉じないという状況が起こることがある。この流量調節弁１４を閉じなければならないときに、この弁１４が開から閉へと移行動作しなくなるということは、蒸気供給のためのプラント自体を保護することが出来なくなる、ということを意味する。
なお、本発明に関連する分野の特許文献としては、例えば次のようなものがある。
【特許文献１】特開２００２−４８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、従来の蒸気供給のためのシステム系統では、管路(流路)に設けられた流量調節弁１４がスティック(固着)してしまって閉じなくなる場合があり、このようなスティック防止のためには、定期的な頻度を定めて、管路上に設置された流量調節弁１４に開閉動作をさせて、スティック(固着)が無いことを確認するための点検をしなければない、という問題点があった。
【０００５】
本発明は前述の問題点に鑑みてなされたものであり、この流量調節弁１４がスティック(固着)して開閉動作ができなくなるということを防ぎ、定期的な弁の開閉点検の必要を無くし、また、蒸気供給にかかわる系統のシステム効率化・低コスト化などにも寄与することのできる流量制御装置およびその方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）ボイラ装置から管路を経由して蒸気を圧送して供給するため蒸気供給装置において、前記管路の蒸気流量を調整するための流量調整弁と、前記管路を流れる流量を測定する手段と、を備え、
前記流量調整弁における所定の弁圧損(ＭＰａ)の値に基づいて、蒸気供給流量(ｔ/ｈ)と弁開度(％)との関係を求める手段と、
前記弁開度(％)に所定の余裕度を持たせて増加させた弁開度を、弁追従開度(％)として定める手段と、
前記流量調整弁の弁開度を、前記蒸気供給流量(ｔ/ｈ)に対する前記弁追従開度(％)に基づいて制御する手段と、を備える。
【０００７】
（２）(１)の流量制御装置において、
前記弁追従開度(％)は、前記弁開度(％)に１５〜２５％の余裕度を加えて構成される。
【０００８】
（３）ボイラ装置から管路を経由して蒸気を圧送して供給するための蒸気供給方法であって、前記管路の蒸気流量を調整するための流量調整弁と、前記管路を流れる流量を測定する手段と、を備え、
前記流量調整弁における所定の弁圧損(ＭＰａ)の値に基づいて、蒸気供給流量(ｔ/ｈ)と弁開度(％)との関係を求めるステップと、
前記弁開度(％)に所定の余裕度を持たせて増加させた弁開度を、弁追従開度(％)として定めるステップと、
前記流量調整弁の弁開度を、前記蒸気供給流量(ｔ/ｈ)に対する前記弁追従開度(％)に基づいて制御するステップと、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による流量制御装置またはその方法によれば、蒸気供給系統で流路上に付設された流量調節弁において、実流量に対して余裕を持った値の弁追従開度を定め、この流量調節弁をこれに基づいて常時追従制御させるよう構成した。これにより、流路上の流量調節弁は中間開度で常に動作できるようになり、この流量調節弁１４がスティック(固着化)して開閉動作ができなくなるということを防止し、定期的な弁の開閉点検の必要が無くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明による流量制御装置および流量制御方法にかかる好適な実施形態について、添付の図１〜３を参照して説明する。
図１は、本発明による流量制御装置の一実施形態にかかる蒸気供給のための系統図である。この系統２００で供給される蒸気２２は、管路(母管)２１を経由してボイラ２０側から客先側２３へと導かれ、管路(母管)２１上には、従来の系統図(図４)と同様に、流量調整弁２４を備える。そして、本発明によるこの系統２００では、流量調整弁２４の下流側にある管路２１'の流量を測定するための流量計(ＦＸ)２７と、この流量計(ＦＸ)２７からの測定信号に基づいて流量調整弁２４の開閉を制御するための弁制御部２８とを備え、この弁制御部２８は指令信号２８'を出力して流量調整弁２４の開閉動作を制御する。
【００１１】
図２は、図１の系統２００において、蒸気供給の管路に設置された流量調節(調整)弁２４の特性の一例を示す図である。
図２の上の表データは、流量調整弁２４において、所定の弁圧損(ＭＰａ)の値に基づいて、蒸気供給流量(ｔ/ｈ)と弁開度(％)と関係を実測により求めたものである。
図２の下のグラフ図中のＡ線は、図２の上の表データを基にした、蒸気供給流量(ｔ/ｈ)−弁開度(％)を示すラインである。また、Ｂ線は弁追従開度(％)を示す線であり、Ａ線における弁開度(％)に所定の余裕度(ここでは２０％)を持たせて増加させた弁開度を、蒸気供給流量(ｔ/ｈ)に対する弁追従開度(％)として定めて、この関係をグラフ化して示したものである。これらのＡ線とＢ線とは、共に弁開度１００％未満では略直線状のラインが得られている。
【００１２】
図２の下のグラフ図において、Ａ線はａ１−ａ２−ａ３を結んでプロットしたもので示され、Ｂ線はｂ１−ｂ２−を結んでプロットしたもので示されるが、図２の上の表データを参照して、これらのデータをまとめて示すと次のとおりである。
蒸気供給流量（スプレ量含まず）  弁開度      弁追従開度(＋２０％)
ａ１        ３５.２ｔ/ｈ              １５％        ３５％ (ｂ１点)
ａ２      １００.１ｔ/ｈ              ４４％        ６４％ (ｂ２点)
ａ３      ２２９.３ｔ/ｈ            １００％      １００％ (ｂ３点)
【００１３】
図２の下のグラフ図において、地点毎に説明すると次のとおりである。
ａ１は、蒸気供給流量４０ｔ/ｈのときの値であって、弁圧損０.０６１３ＭＰａとなる弁開度は１５％であり、これに余裕度(ここでは２０％)を持たせて増加させた弁追従開度(％)では、蒸気供給流量４０ｔ/ｈのときに弁追従開度３５％（ｂ１点）となる。
ａ２は、蒸気供給流量１１４ｔ/ｈのときの値であって、弁圧損０.０６１３ＭＰａとなる弁開度は４４％であり、これに余裕度(ここでは２０％)を持たせて増加させた弁追従開度(％)は、蒸気供給流量１１４ｔ/ｈのときに弁追従開度６４％（ｂ２点）となる。
ａ３は、蒸気供給流量２６０ｔ/ｈのときの値であって、弁圧損０.０６１３ＭＰａとなる弁開度は１００％であり、これに余裕度(ここでは２０％)を持たせて増加させた弁追従開度(％)では、弁開度は１００％以上に増加させることはできないので、蒸気供給流量２６０ｔ/ｈのときに弁追従開度１００％のままとなり、ｂ３点はａ３点とその位置が重なこととなる。
【００１４】
また図１の系統２００に戻ると、本発明では、流量調整弁２４における所定の弁圧損(ＭＰａ)の値に基づいて実測して、蒸気供給流量(ｔ/ｈ)と弁開度(％)との関係を求めておき、この弁開度(％)に所定の余裕度(ここでは２０％)を持たせて増加させた弁開度を弁追従開度(％)として定める。そして、この系統２００での流量調整弁２４の弁開度を、蒸気供給流量(ｔ/ｈ)に対する弁追従開度(％)として設定し、これらに基づいて、弁制御部２４では、流量計２７で実際に測定された蒸気供給流量(ｔ/ｈ)に対応する流量調整弁２４の弁開度が、弁追従開度(％)となるように制御する。なお、この弁追従開度(％)としては、弁開度(％)に１５〜２５％の余裕度を加えて構成されるのが好適であることが、実験の結果確認されている。
【００１５】
このように、本発明では弁追従開度(％)を設定して流量調整弁２４を動作させることにより、流量調整弁２４の開閉を常に中間開度でフレキシブルに追従制御できるようになり、弁のスティック(固着)を防止することができる。また、図２に示すように、弁追従開度(％)の設定にあたっては、蒸気供給量が常用される範囲（４０〜２００ｔ／ｈ）において流量調整弁２４が常に動作するように設定され、また、客先の蒸気使用量が最も多くなる非定常時（２００ｔ／ｈ以上）においては、圧力損失が小さくなるよう流量調整弁２４を全開として設定する。
【００１６】
図３は、本発明が適用可能な系統の例を示す図であって、蒸気供給系統図である。この図３の系統３００で供給される蒸気３２は、管路３１を経由してボイラ３０側から客先側３３へと導かれ、管路３１上に流量調整弁３４と、流量調整弁３４の下流側の管路３１'での実流量を測定する流量計(ＦＸ)３５とを備え、この流量計(ＦＸ)３５からの測定信号に基づいて、余裕度を持った値に設定された弁追従開度(％)に従って、流量調整弁３４の弁の開閉動作が制御される。なお、この図３の系統３００においては、管路３１上の流量調節弁３４の上流側には、逆止弁３６と蒸気供給元弁３７とが直列に配置され、この流量調節弁３４の下流側には温度計３８が直列に配置されている。
【００１７】
この図３の系統３００の管路３１上の流量調節弁３４は、通常時においては本発明による弁追従開度(％)に従って流量調節弁３４の開閉動作が制御されるが、ある特定時においてこの流量調節弁３４の開閉動作を別の設定にして制御することも可能である。
つぎに、その特定時の弁の動作の制御について、いくつかの例を挙げておく。
(１)温度計３８の測定において供給蒸気温度が「高」のときには、一定時限後、流量調節弁３４を「閉」とし、蒸気供給元弁３８を「閉」とする。
(２)流量計３５において蒸気供給可能量の超過のときは、流量調節弁３４は蒸気供給可能量以下に「制限」動作をする。
(３)蒸気遮断動作のときには、流量調節弁３４を「全閉」とする。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明による流量制御装置および流量制御方法は、蒸気を供給する系統において、管路上に設けられた流量調整弁がスティックすることのない流量制御システムとして広く適用することができ、とりわけ電気・エネルギー産業上での利用可能性は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による流量制御装置または方法の一実施形態を示す系統図である。
【図２】本発明による流量制御装置または方法の一実施形態を説明するためのデータ図である。
【図３】本発明による流量制御装置または方法の別の実施形態を示す系統図である。
【図４】従来の蒸気供給の流量制御を説明するための系統図である。
【符号の説明】
【００２０】
２００  系統
２０  ボイラ
２１、２１’  管路(母管)
２２、２２’  蒸気の流れ
２３  客先
２４  流量調整弁
２５  再熱蒸気管
２６  タービン
２７  流量計(ＦＸ)
２８  弁制御部
Ａ  弁開度(％)を示す線
Ｂ  弁追従開度(％)を示す線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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